android 内核抢占

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mob64ca12dedda8 2024-09-24 07:43:32 ©著作权

文章标签 Android 编译内核优先级 文章分类 Android 移动开发

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如何实现Android内核抢占

在Android系统中，内核抢占实现了多任务处理，允许高优先级的任务打断低优先级任务，确保系统响应及时。本文将向您介绍如何实现Android内核抢占，提供一个完整的流程和具体的实现步骤。

实现流程

以下是实现Android内核抢占的主要步骤：

步骤	描述
1. 准备环境	配置Android开发环境和内核源代码环境
2. 修改内核	添加或修改内核抢占相关的配置
3. 编译内核	编译内核以下发修改
4. 测试	测试内核改动是否有效
5. 优化	根据测试结果进行优化和调整

每一步的详细说明

1. 准备环境

首先，您需要确保Android开发环境搭建完毕，包括Android SDK、NDK和交叉编译工具链。下载并配置所需的Android内核源代码。

2. 修改内核

在内核源代码中，需要对调度策略进行修改以支持抢占。以下是一些常见的修改配置：

# 打开内核配置菜单
make menuconfig

在配置菜单中，选择以下选项：

在“General Kernel Options”中，开启“Preemption Model”，选择“Voluntary Kernel Preemption (Low-Latency Desktop)”选项。

这将启用自愿抢占模型，使低延迟任务能够被抢占。

3. 编译内核

修改后，您需要编译内核。首先进入内核源代码目录，之后执行以下命令：

# 清除旧的编译文件
make clean

# 选择Android的内核配置
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-androideabi- your_device_defconfig

# 编译内核
make -j$(nproc) ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-androideabi-

这些命令将清除旧的编译文件，配置内核并使用指定的交叉编译工具链编译内核。

4. 测试

编译完成后，将生成的内核映像烧录到Android设备中，并进行测试。在设备上，可以使用adb命令连接设备并监控调度情况。

要验证抢占是否生效，可以在Android设备上创建一些高优先级和低优先级的线程，并启用日志：

Thread highPriorityThread = new Thread(() -> {
    // 高优先级任务
    while (true) {
        Log.d("MyApp", "High priority task running");
    }
});
highPriorityThread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
highPriorityThread.start();

确保低优先级任务在高优先级任务执行时能够被抢占。

5. 优化

根据测试成果，您可能需要对抢占策略进行进一步的优化。这可能涉及调整线程的优先级、时间片长度以及调度策略。

甘特图

接下来，我们将展示整个实现过程的甘特图，以了解不同步骤的时间安排。

gantt
    title Android 内核抢占实现过程
    dateFormat  YYYY-MM-DD
    section 设置环境
    准备环境              :done,  des1, 2023-01-01, 5d
    section 内核修改
    修改内核              :active, des2, 2023-01-06, 8d
    section 编译与测试
    编译内核              :done, des3, 2023-01-14, 4d
    测试                  :done, des4, 2023-01-18, 4d
    section 优化
    优化                  :  des5, 2023-01-22, 7d

序列图

以下是与改动内核抢占相关的序列图，展示了主要角色及其交互。

sequenceDiagram
    participant User
    participant Kernel
    participant LowPriorityTask
    participant HighPriorityTask

    User->>Kernel: Start device
    Kernel->>LowPriorityTask: Execute Low priority task
    LowPriorityTask-->>Kernel: Running
    Kernel->>HighPriorityTask: Execute High priority task
    HighPriorityTask-->>Kernel: Running
    Kernel->>LowPriorityTask: Pre-empt Low priority task
    LowPriorityTask-->>Kernel: Paused
    Kernel->>HighPriorityTask: Continue High priority task